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第九章 多元函数微分法及其应用
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第五节 隐函数的求导公式
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主讲 武忠祥 教授
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CC CC CC CC CC CC CC CC CC CC CC
OO OO OO OO OO OO OO OO OO OO OO
OO OO OO OO OO OO OO OO OO OO OO
MM MM MM MM MM MM MM MM MM MM MM
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大大 大大 大大 大大 大大 大大 大大 大大 大大 大大 大大
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大一、一个大方程的情形大 大 大 大 大 大 大 大 大
国 国 国 国 国 国 国 国 国 国 国
中 中 中 中 中 中 中 中 中 中 中
隐函数存在定理1 如果函数 满足:
F(x, y)
C C C C C C C C C C C
O O O O O O O O O O O
O (1) F(x , O y ) 0; O O O O O O O O O
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学 学0 0 学 学 学 学 学 学 学 学 学
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国 (2)在国点 (x , y ) 国的某邻域中国有连续的偏导国数; 国 国 国 国 国 国
中 中 中 中 中 中 中 中 中 中 中
0 0
(3) F (x , y ) 0;
C y 0 C0 C C C C C C C C C
O O O O O O O O O O O
O O O O O O O O O O O
M 则方程 F M (x, y) 0 在M点 (x , y ) M的某一邻域M中唯一确定M M M M M M
学 学 学 学 学 学 学 学 学 学 学
0 0
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国 国 国 国 国 国 国 国 国 国 国
中 了一个中具有连续导中数的函数 中 ,它中满足 中 中 中 中 中 中
y f ( x)
dy F
O Cy f (x ) O C及 F[x, f (Ox C )] 0 ,并且 O C x O C . O C O C O C O C O C O C
O 0 0 O O O O O O O O O O
dx F
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学 学 学 学 学 y 学 学 学 学 学 学
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国 国 国 国 d国y d 2 y 国 国 国 国 国 国
中 例1 设 中 x 2 y 2 1 确中定了函数 y中 y(x) ,求中 及 . 中 中 中 中 中 中
2
dx dx
CC CC CC CC CC CC CC CC CC CC CC
OO OO OO OO OO OO OO OO OO OO OO
OO OO OO OO OO OO OO OO OO OO OO
MM MM MM MM MM MM MM MM MM MM MM
学学 学学 学学 学学 学学 学学 武忠学学 祥考学学研 学学 学学 学学
大大 大大 大大 大大 大大 大大 大大 大大 大大 大大 大大
国国 国国 国国 国国 国国 国国 国国 国国 国国 国国 国国
中中 中中 中中 中中 中中 中中 中中 中中 中中 中中 中中C C C C C C C C C C C
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学 学 学 学 学 学 学 学 学 学 学
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国 隐函数存国在定理2 国 国 国 国 国 国 国 国 国
中 中 中 中 中 中 中 中 中 中 中
若 在点 的某一邻域内有连续
F(x, y, z) P(x , y , z )
C C C 0 0 0 C C C C C C C C
O O O O O O O O O O O
O O O O O O O O O O O
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学 偏导数学,且 F (x , y 学 , z ) 0, F 学 (x , y , z ) 学 0. 则方程 学 学 学 学 学 学
大 大 大 大 大 大 大 大 大 大 大
0 0 0 z 0 0 0
国 国 国 国 国 国 国 国 国 国 国
中 中 中 中 中 中 中 中 中 中 中
在点 的某邻域可唯一确定一个
F(x, y, z) 0 (x , y , z )
0 0 0
C C C C C C C C C C C
O O O O O O O O O O O
O 有连续偏导 O 数的函数 Oz z(x, y), 并 O 有 O O O O O O O
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学 学 学 学 学 学 学 学 学 学 学
大 大 大 大 大 大 大 大 大 大 大
国 国 国 国 国 国 国 国 国 国 国
中 中 z F 中 z 中 F 中 中 中 中 中 中 中
x , y .
x F y F
C C z C z C C C C C C C C
O O O O O O O O O O O
O O O O O O O O O O O
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学 学 学 学 学 z z 学2 z 学 学 学 学 学
大 例2 设 x 2大 y 2 z 2 1大 确定了函数 大 z z(x, y)大 ,求 , 及 大 . 大 大 大 大 大
国 国 国 国 国 国 国 国 国 国 国
中 中 中 中 中 x y中 x 2 中 中 中 中 中
CC CC CC CC CC CC CC CC CC CC CC
OO OO OO OO OO OO OO OO OO OO OO
OO OO OO OO OO OO OO OO OO OO OO
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学学 学学 学学 学学 学学 学学 武忠学学 祥考学学研 学学 学学 学学
大大 大大 大大 大大 大大 大大 大大 大大 大大 大大 大大
国国 国国 国国 国国 国国 国国 国国 国国 国国 国国 国国
中中 中中 中中 中中 中中 中中 中中 中中 中中 中中 中中C C C C C C C C C C C
O O O O O O O O O O O
O O O O O O O O O O O
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学 学 学 学 学 学 学 学 学 学 学
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国 国 国 国 国 国 国 国 国 国 国
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O O O O O O O O O O O
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中 中 中 中 中 中 中 中 中 中 中
C C C C C C C C C C C
O O O O O O O O O O O
O O O O O O O O O O O
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C C C C C C C C C C C
O O O O O O O O O O O
O O O O O O O O O O O
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大二、方程大组的情形(大仅数一要大求) 大 大 大 大 大 大 大
国 国 国 国 国 国 国 国 国 国 国
中 中 中 中 中 中 中 中 中 中 中
隐函数存在定理3 设有函数方程组
C C C C C C C C C C C
O O O O O O O O O O O
O FO(x, y,u,v) O0, O O O O O O O O
M M M M M M M M M M M
1
学 学 学 学 学 学 学 学 学 学 学
大 大 大 大 大 大 大 大 大 大 大
国 国 F (x, y,u国,v) 0. 国 国 国 国 国 国 国 国
中 中 2 中 中 中 中 中 中 中 中 中
如果函数 满足:
F ,F
1 2
O C (1) F O C C (1) (U(x O, C y ,u ,v )),iO C 1,2 O C O C O C O C O C O C O C
O O O O O O O O O O O
i 0 0 0 0
M M M M M M M M M M M
学 学 学 学 学 学 学 学 学 学 学
大 (2)大 F (x , y ,u大 ,v ) 0,i 大 1,2 大 F F 大 大 大 大 大 大
国 国 国 国 国 国 国 国 国 国 国
i 0 0 0 0
中 中 中 中 中 1 中 1 中 中 中 中 中
(F ,F )
u v
(3)Jacobi行列式 J 1 2 0
(u,v)
F F
C C C C C C C C C C C
2 2
O O O O (x ,y ,u ,v ) O O O O O O O
O O O O 0 0 0 0 O O O O O O O
M M M M M
u v
M M M M M M
学 学 学 学 学 学(x ,y ,u ,v ) 学 学 学 学 学
0 0 0 0
大 大 大 大 大 大 大 大 大 大 大
国 则在点 国(x , y ,u ,v 国) R 4的某邻 国 域 U((x , y国 ,u ,v )) 内 国 该方 国 国 国 国 国
中 中 中 中 中 中 中 中 中 中 中
0 0 0 0 0 0 0 0
程组唯一确定了两个单值且有连续偏导数的二元函数
CC CC CC CC CC CC CC CC CC CC CC
OO OO OO OO OO OO OO OO OO OO OO
OO OO OO OO OO OO OO OO OO OO OO
MM u uMM(x, y), v vMM(x, y) MM MM MM MM MM MM MM MM
学学 学学 学学 学学 学学 学学 武忠学学 祥考学学研 学学 学学 学学
大大 大大 大大 大大 大大 大大 大大 大大 大大 大大 大大
国国 国国 国国 国国 国国 国国 国国 国国 国国 国国 国国
中中 中中 中中 中中 中中 中中 中中 中中 中中 中中 中中C C C C C C C C C C C
O O O O O O O O O O O
O O O O O O O O O O O
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中 中 中 中 中 中 中 中 中 中 中
C C C C C C C C C C C
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O O O O O O O O O O O
O O O O O O O O O O O
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O O O O O O O O O O O
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C C C C C C C C C C C
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O O O O O O O O O O O
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大 大 大 大 大 大 大 大 大 大 大
x y u v 0,
国 国 国 国 国 国 国 国 国 国 国
中 例3 设 u中(x, y),v(x, y中)由方程 中 中 所确定,中求 中 中 中 中 中
x y u 2 v 2 0.
O Cu v u O C v O C O C O C O C O C O C O C O C O C
O O O O O O O O O O O
, , .
M M M M M M M M M M M
学 x x 学y, y 学 学 学 学 学 学 学 学 学
大 大 大 大 大 大 大 大 大 大 大
国 国 国 国 国 国 国 国 国 国 国
中 中 中 中 中 中 中 中 中 中 中
C C C C C C C C C C C
O O O O O O O O O O O
O O O O O O O O O O O
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C C C C C C C C C C C
O O O O O O O O O O O
O O O O O O O O O O O
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CC CC CC CC CC CC CC CC CC CC CC
OO OO OO OO OO OO OO OO OO OO OO
OO OO OO OO OO OO OO OO OO OO OO
MM MM MM MM MM MM MM MM MM MM MM
学学 学学 学学 学学 学学 学学 武忠学学 祥考学学研 学学 学学 学学
大大 大大 大大 大大 大大 大大 大大 大大 大大 大大 大大
国国 国国 国国 国国 国国 国国 国国 国国 国国 国国 国国
中中 中中 中中 中中 中中 中中 中中 中中 中中 中中 中中C C C C C C C C C C C
O O O O O O O O O O O
O O O O O O O O O O O
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C C C C C C C C C C C
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C C C C C C C C C C C
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C C C C C C C C C C C
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国 内容小国 结 国 国 国 国 国 国 国 国 国
中 中 中 中 中 中 中 中 中 中 中
C C C C C C C C C C C
O O O O O O O O O O O
O O O O O O O O O O O
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学 1. 隐函学数( 组) 存学在定理 学 学 学 学 学 学 学 学
大 大 大 大 大 大 大 大 大 大 大
国 国 国 国 国 国 国 国 国 国 国
中 中 中 中 中 中 中 中 中 中 中
2. 隐函数 ( 组) 求导方法
C C C C C C C C C C C
O O O O O O O O O O O
O 方法1O. 代公式 . O O O O O O O O O
M M M M M M M M M M M
学 学 学 学 学 学 学 学 学 学 学
大 大 大 大 大 大 大 大 大 大 大
国 国 国 国 国 国 国 国 国 国 国
方法2. 利用复合函数求导法则直接计算 ;
中 中 中 中 中 中 中 中 中 中 中
方法3. 利用微分形式不变性 ;
C C C C C C C C C C C
O O O O O O O O O O O
O O O O O O O O O O O
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CC CC CC CC CC CC CC CC CC CC CC
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学学 学学 学学 学学 学学 学学 武忠学学 祥考学学研 学学 学学 学学
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国国 国国 国国 国国 国国 国国 国国 国国 国国 国国 国国
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O O O O O O O O O O O
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作业
C C C C C C C C C C C
O O O O O O O O O O O
O O O O O O O O O O O
M M M M M M M M M M M
P91 2 , 3, 5 , 7 ,
学 学 学 学 学 学 学 学 学 学 学
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中中 中中 中中 中中 中中 中中 中中 中中 中中 中中 中中